DE4344920A1 - Vorrichtung zum transversalen Schneiden von verschiedenartigen Materialien - Google Patents

Vorrichtung zum transversalen Schneiden von verschiedenartigen Materialien

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Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum transver­ salen Schneiden von verschiedenartigen Materialien wie Alu­ miniumfolien, Papier, Fiberglas, Kunststoffolie oder dgl., beispielsweise in Form von Bändern.
Vorrichtungen dieser Art sind bereits aus dem Stand der Tech­ nik bekannt. Eine erste bekannte Ausführungsform weist ein Paar von gegenläufigen Zylindern auf, deren Länge im wesent­ lichen gleich der Breite des zu schneidenden Materials ist. Auf einem der Zylinder ist in Längsrichtung eine Schneide be­ festigt, die radial nach außen weist, während der zweite Zy­ linder mit einer Längsnut versehen ist, deren Länge der Länge der Schneide entspricht. Bei jeder vollständigen Umdrehung des Zylinders dringt die Schneide in die Längsnut ein und schneidet das Material. Die Feinabstimmung dieser Art von Vorrichtungen ist ein schwieriger Arbeitsvorgang, insbeson­ dere was das Eindringen der Schneide in die Nut betrifft, welches unmittelbar vom exakten Gleichlauf der Zylinder abhängig ist.
Darüber hinaus muß der synchrone Gleichlauf der Zylinder über die gesamte Betriebsdauer beibehalten bleiben, was jedoch beispielsweise aufgrund von Verschleißerscheinungen in der Kraftübertragung und den Tragelementen nicht immer gewährlei­ stet ist.
Ein weiteres schwerwiegendes Problem stellt die genaue Be­ rechnung der Nutgröße bei der Konstruktion dieser Vorrich­ tungen dar, weil die Schneidklinge nicht ausschließlich in radialer Richtung in die Nut eindringt und diese wieder verläßt, sondern während dieses Vorgangs eine tangentiale Bewegungskomponente aufweist.
Die Nutbreite muß gerade so groß sein, daß sie den beschrie­ benen Bewegungsablauf ermöglicht, da eine noch größere Nuten­ breite den Schneidvorgang gefährden könnte.
Zudem ist anzumerken, daß bei dieser ersten vorbekannten Va­ riante die ganzen Feineinstellungsarbeiten einen erheblichen Zeitverlust mit sich bringen.
Eine zweite vorbekannte Vorrichtung arbeitet nach einem transversalen Planschneideverfahren. Diese zweite Vorrichtung hat prinzipiell dieselben Nachteile wie die erstbeschriebene vorbekannte Ausführungsform.
Außerdem haben die vorbekannten Vorrichtungen einen kompli­ zierten und voluminösen Aufbau, der ihre Wartung einschränkt oder zumindest erschwert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, deren Aufbau einfacher und raumsparender ist. Weiterhin soll der Schneidvorgang schnell und exakt durchführbar sein, um den Produktionsablauf zu beschleunigen.
Eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe sieht vor, daß die Vorrichtung der genannten Art ein Paar kreisförmige Schneiden und ein dazugehöriges Paar kreisförmige Gegenschneiden auf­ weist, die von einem Schlitten getragen sind, der längs einer Führungsschiene verfahrbar ist, die quer zur Vorschubrichtung des zu schneidenden und/oder abzuscherenden Materials ange­ ordnet ist.
Diese Anordnung mit drehbaren kreisförmigen Schneiden und Ge­ genschneiden bietet den Vorteil, daß nur relativ kleine Auf­ bauten und Tragelemente vonnöten sind und gleichzeitig ein genauer und schneller Schneidevorgang möglich ist. Vorzugs­ weise treibt der Antrieb des Schlittens gleichzeitig die Ge­ genschneiden an.
Um die Vorteile und Eigenschaften der erfindungsgemäßen transversalen Schneidevorrichtung zu erläutern, wird im fol­ genden näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen eingegangen. Es zeigen:
Fig. 1 Eine Vorderansicht der Vorrichtung als teilweises Schnittbild;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Prinzipskizze der Vorrichtung nach Fig. 1 im Anfangszustand des transversa­ len Schneidvorgangs und
Fig. 4 eine Prinzipskizze der Vorrichtung nach Fig. 1 während des Schneidvorgangs.
Wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, weist die Schneidevorrich­ tung 10 ein Paar kreisförmiger Schneiden 14, ein zugehöriges Paar kreisförmiger Gegenschneiden 16 und einen Flanschmotor 18 auf, die alle auf einem Schlitten 20 angeordnet sind, der auf einer Führungsschiene 32 beweglich ist, wie im folgenden näher beschrieben wird. Der Schlitten 20 besteht im wesent­ lichen aus einer ersten nahezu rechteckigen Platte 22, die mit einer zweiten L-förmigen Platte verbunden ist.
Die Verbindung ist so gestaltet, daß die horizontale Seite 24′ der zweiten Platte 24 an das Ende der kürzeren vertikalen Seite der ersten Platte 22 angeflanscht ist, während die vertikale Seite 24′′ der zweiten Platte 24 so gestaltet ist, daß sie das Paar der kreisförmigen Schneiden 14 in im folgenden beschriebener Art und Weise trägt.
Die erste Platte 22 des Schlittens 20 ist einstückig mit dem Flanschmotor 18 verbunden, aus dem beidseitig eine Welle 26 hervorsteht, an deren gegenüberliegenden Enden das Paar der Gegenschneiden 16 bzw. ein Ritzel 28 befestigt sind, wobei letzteres durch eine in der ersten Platte 22 befindliche Öffnung 15 mit einer an der Führungsschiene 32 angeordneten Zahnstange 30 in Eingriff steht.
Die Welle 26 ist an den gegenüberliegenden Enden des Flanschmotors 18 axial festgelegt, auf der einen Seite mittels einer Ringmutter 36, die auf einen Gewindeabschnitt 26′ der Welle geschraubt ist, und auf der anderen Seite mittels eines Wellenabsatzes 26′, der einen größeren Durch­ messer als die Welle 26 besitzt.
An ihren Enden außerhalb des Wellenabsatzes 26′′ und des Ge­ windeabschnitts 26′ weist die Welle 26 Abschnitte 26a und 26b auf, die einen kleineren Durchmesser aufweisen, um das Ritzel 28 bzw. das Paar der Gegenschneiden 16 aufzunehmen.
Das Ritzel 28 und die Gegenschneiden 16 sind ihrerseits auf den zugehörigen Abschnitten 26a bzw. 26b der Welle 26 mittels Schrauben 40 bzw. 42 axial festgelegt, wobei die Gegenschnei­ den 16 von der Schraube mit Hilfe eines Spanndeckels 44 gegen den Absatz 26′ der Welle 26 verspannt sind.
Außerdem sind die Gegenschneiden 16 und das Ritzel 28 mittels Paßfedern 46, 48 drehstarr mit der Welle 26 verbunden. Hier­ bei sind jedoch auch andere drehmomentstarre Welle-Naben-Ver­ bindungen denkbar. Träger 50 der kreisförmigen Schneiden 14 sind mit der vertikalen Seite 24′′ der zweiten Platte 24 des Schlittens 20 verbunden, wobei die Träger 50 in eine in das obere Ende der vertikalen Seite 24′′ integrierten Bahn 52 eingeschoben und horizontal zu dieser Seite angeordnet sind, so daß das Ende der Schneiden 14 während des Arbeitsablaufes mit den zugehörigen unten liegenden Gegenschneiden 16 zu­ sammenwirkt, wodurch sich der sogenannte Scher-Schneideffekt des Materials ergibt. Zu diesem Zweck sind die beiden Gegen­ schneiden 16 mit einer umlaufenden Nut 60 versehen, in welche ein seitlicher umlaufender Teil der zugehörigen Schneide 14 eingreift.
Eine Grundeigenschaft der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß der Abstand der Schneiden 14 "D" gleich oder ge­ ringfügig größer als die Breite "A" der vertikalen Seite 24′′ der zweiten Platte 24 ist (siehe Fig. 1).
Der Abstand "D" der Schneiden 14 entspricht dem Abstand "B" der zugehörigen unten liegenden Nuten 60 der Gegenschneiden 16.
Die Einhaltung dieser Abstände ist entscheidend für ein opti­ males Arbeiten der Vorrichtung.
Die Einstellung des Abstandes der Gegenschneiden 16 erfolgt mittels einer Distanzhülse 16′ so, daß während des Schneid­ vorgangs die oben liegenden Schneiden 14 in die zugehörigen Nuten 60 der Gegenschneiden 16 eingreifen.
Ein optimales Einstellen des Abstandes der Schneiden 14 in bezug auf die Nuten 60 erfolgt vorzugsweise durch einfaches Verschieben der Träger 50 in der Bahn 52.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die horizontale Drehachse X-X der Schneiden 14 zur horizontalen Drehachse Y-Y der Gegen­ schneiden 16 parallel liegen.
An der ersten Platte 22 des Schlittens 20 sind eine Vielzahl von Führungsrädern 34 angeordnet, die in Führungsnuten und/ oder -bahnen eingreifen, die auf der Ober- und Unterseite des Trägers 32 angeordnet sind, wodurch sich eine exakte Führung des Schlittens 20 auf der Führungsschiene 32 ergibt und die Querbewegung während des Arbeitsvorgangs leichter vonstatten geht.
Im folgenden wird anhand von Fig. 3 und Fig. 4 kurz auf den Arbeitsablauf der Vorrichtung 10 während des Schneidvorgangs eingegangen.
Die Führungsschiene 32 ist unterhalb und orthogonal zu einem Tisch 70 angeordnet, der mit einer Queröffnung 74 versehen ist, und auf welchem das transversal zu schneidende Material 72 angeordnet ist oder zugeführt wird.
Die Schneiden 14 sind mittels einer nicht dargestellten Vor­ richtung absenkbar, wie dies durch die gepunktete Linie in Fig. 2 angedeutet ist. Eine Inbetriebnahme des Flanschmotors 18 führt zu einer Rotation der Welle 26 und damit zwangsläu­ fig auch zu einer Rotation des Ritzels 28 und der Gegen­ schneiden 16, die ihrerseits die ringförmigen Schneiden 14 in der Drehbewegung mitnehmen.
Das Ritzel 28, das in die Zahnstange 30 eingreift, ist für die Querbewegung des Schlittens auf der Führungsschiene 32 verantwortlich, wodurch der transversale Schneidvorgang des Materials 72 beginnt, wobei dessen Abfallstreifen durch die Öffnung 74 des Tisches 70 fällt, ohne den Schneidvorgang zu behindern.
Nach Beendigung des Schneidvorgangs und Umkehrung der Dreh­ richtung der Welle 26, kehrt die Vorrichtung 10 in die Aus­ gangsposition nach Fig. 3 zurück.
Die Querbewegung des Schlittens 20 auf dem Träger 32 ist durch Anschlagblöcke 80, 82 begrenzt, die in Fig. 3 und Fig. 4 schematisch angedeutet sind.
Abschließend wird angemerkt, daß durch den Abstand "D" die Schneiden 14 einen mindestens so breiten Streifen des Mate­ rials 72 quer wegschneiden, daß die vertikale Seite 24′ der zweiten Platte 24, welche die Schneiden 14 trägt, problemlos die Materialbahn 72 durchqueren kann.
Die vorliegende Beschreibung zeigt deutlich die Vorteile und nützlichen Ergebnisse auf, die sich aus der vorliegenden Er­ findung ergeben, welche es gestattet, verschiedene Materia­ lien sehr genau und betriebssicher transversal zu schneiden im Vergleich zu den komplizierten und ausladenden Vorrichtun­ gen vorbekannter Art.
Es ist offensichtlich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens eine Vielzahl weiterer Varianten und Abwandlungen der Vor­ richtungen möglich sind.

Claims (18)

1. Vorrichtung zum transversalen Schneiden von verschieden­ artigen Materialien wie Aluminiumfolien, Papier, Fiber­ glas, Kunststoffolien oder dgl., beispielsweise in Form von Bändern, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Paar kreisförmige Schneiden (14) und ein zugehöriges Paar kreisförmige Gegenschneiden (16) aufweist, die von einem Schlitten (20) getragen sind, der längs einer Führungs­ schiene (32) verfahrbar ist, die quer zur Vorschubrich­ tung des zu schneidenden und/oder abzuscherenden Materi­ als angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrantrieb des Schlittens auch die Gegenschneiden (16) antreibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schlitten (20) im wesentlichen aus einer er­ sten nahezu rechteckigen Platte (22) besteht, mit welcher eine zweite L-förmige Platte verbunden ist, wobei die er­ ste Platte (22) den Antrieb und das Paar Gegenschneiden (16) trägt, während die zweite Platte (24) das Paar Schneiden (14) hält.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die horizontale Seite (24′) der L-förmigen zweiten Platte (24) mit der kürzeren vertika­ len Seite der ersten Platte (22) verbunden ist, während die vertikale Seite (24′′) der L-Platte (24) vorgesehen ist, die Träger (50) der kreisförmigen Schneiden (14) zu stützen, wobei die Träger (50) in einer einstückig mit dem oberen Ende der vertikalen Seite (24′′) verbundenen Bahn (52) so angeordnet sind, daß die Träger (50) horizontal bezüglich der vertikalen Seite (24′′) liegen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die horizontale Drehachse (X-X) der Schneiden (14) und die horizontale Drehachse (Y-Y) der Gegenschneiden (16) parallel zueinander liegen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Gegenschneide (16) eine umlaufende Nut (60) hat, in welche die zugehörige Schneide (14) während des Betriebs eingreift.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schneiden (14) in einem Ab­ stand "D" voneinander liegen, der dem Abstand "B" der Nu­ ten (60) der Gegenschneiden (16) entspricht.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand "D" zwischen den Schneiden (44) gleich oder geringfügig größer als die Breite "A" der vertikalen Seite (24′′) der zweiten Platte (24) des Schlittens (20) ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antrieb aus einem Flanschmotor (18) besteht, aus dessen gegenüberliegenden Enden eine Welle (26) herausragt, auf welcher die Gegen­ schneiden (16) bzw. ein Ritzel (28) befestigt sind, wobei das Ritzel (28) durch eine Öffnung (15) in der ersten Platte (22) in eine Zahnstange (30), die an der Führungs­ schiene (32) vorgesehen ist, eingreift.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Welle (26) an den gegen­ überliegenden Enden des Motors (18) durch eine Ringmutter (36), die auf einen Gewindeabsatz (26′) der Welle (26) geschraubt ist, und durch einen Wellenabsatz (26′′) mit einem größeren Durchmesser axial festgelegt ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gegenschneiden (16) und das Ritzel (28) auf Abschnitten (26a bzw. 26b) der Welle be­ festigt sind, die einen kleineren Durchmesser als der Ge­ windeabschnitt (26′) und der Absatz (26′′) der Welle (26) haben.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ritzel (28) und die Gegen­ schneiden (16) axial auf den jeweils zugehörigen Ab­ schnitten (26a, 26b) der Welle (26) durch Schrauben (40 bzw. 42) fixiert sind, wobei die Gegenschneiden (16) mit Hilfe eines Spanndeckels (44) gegen einen Wellenabsatz mit größerem Durchmesser verspannt sind.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gegenschneiden (16) und das Ritzel (28) drehstarr mit den zugehörigen Abschnitten (26a bzw. 26b) der Welle (26) verbunden sind, wobei bei­ spielsweise Paßfedern (46, 48) zum Einsatz kommen.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Gegen­ schneiden (16) mittels einer Distanzhülse (16′) einstell­ bar ist, die zwischen den Gegenschneiden (16) auf den Wellenabschnitt (26b) aufgefädelt ist, während der Ab­ stand zwischen den Schneiden (14) durch die Verschieb­ lichkeit der zugehörigen Träger (50) entlang der Bahn (52) einstellbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß an der ersten Platte (22) des Schlittens (20) eine Vielzahl von Führungsrädern (34) an­ geordnet sind, die in passende Vertiefungen (32′) ein­ greifen, die an der Ober- und Unterseite der Führungs­ schiene (32) vorgesehen sind.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das quer zu schneidende Mate­ rial (72) auf einem Tisch geführt ist oder liegt, der mit einer Queröffnung (74) versehen ist, die eine Querbewe­ gung sowohl der unten liegenden Gegenschneiden (16) als auch der vertikalen Seite (24′′) der zweiten Platte (24) des Schlittens (20) gestattet, an der die oben liegenden Schneiden (14) über Träger (50) angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Antreiben des Motors (18) sowohl eine Querbewegung des Schlittens (20) entlang der Führungsschiene (32) als auch eine Rotation der Gegen­ schneiden (16) verursacht, welche ihrerseits während des Betriebs die Schneiden (14) mitnehmen, was ein Scher­ schneiden des Materials (72) zur Folge hat, wobei der durch den Vorgang entstehende Streifen (72′) durch die Queröffnung (74) des Tisches (70) fällt, ohne den Schneidvorgang zu behindern.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Querbewegung des Schlittens (20) entlang der Führungsschiene (32) durch Anschlag­ blöcke (80, 82) begrenzt ist.
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